nukleofiilisyyttä

Nukleofiilisyyttä tarkoitetaan kemiallisessa reaktiossa elektroniparin luovuttamisen taipuvuutta. Se kuvaa, kuinka nopeasti nukleofiili reagoi elektrofiilin kanssa muodostaen uuden kovalenttisen sidoksen. Nukleofiilisyyden määräytyy sekä nukleofilin ominaisuuksista että ympäristöstä; se on kineettinen käsite, eikä sama asia kuin emävyys, vaikkakin ne voivat olla yhteydessä.

Yleisimpiä reaktioita, joissa nukleofiilisyyden rooli on keskeinen, ovat SN2- ja additioreaktiot. SN2-reaktiossa nukleofili hyökkää suoraan elektrofiiliin ja reaktio etenee nopeasti; vaikutus riippuu sekä nukleofilin voimasta että esteistä. SN1-reaktiossa nopeutta määrää ensin elektrofiilin varaus ja carbocationin muodostuminen; nukleofilin vaikutus on pääosin pienempi, mutta voi vaikuttaa sivutuotteisiin ja solvolyysiin tietyissä olosuhteissa.

Faktorit, jotka vaikuttavat nukleofiilisyyteen, ovat muun muassa varaus, elektronegatiivisuus, polarisoituminen sekä steriikki. Anionit ovat yleensä voimakkaampia nukleofiilejä kuin neutraalit molekyylit. Suurempi polarisoituminen vahvistaa nukleofiilisyyttä, kun taas korkea elektronegatiivisuus voi heikentää sitä. Steriikki estää hyökkäyksen ja voi hidastaa SN2-reaktioita.

Liuottimella on ratkaiseva merkitys. Protisissa liuottimissa trendi on I− > Br− > Cl− > F− nukleofiiliydeltään; pienet ionit ovat suuremman solvation vuoksi usein vähemmän aktiivisia. Polarisoituneet, aproottiset liuottimet voivat favorsoida toisenlainen trendi. HSAB-teorian mukaan “pehmeät” nukleofilit reagoivat mielellään pehmeiden elektrofiilien kanssa.

Esimerkkejä nukleofiileistä ovat OH−, RO−, CN− sekä sulfydi- ja amiinit. Nukleofiilisyyden mittaaminen perustuu reaktionopeuteen (esim. SN2), ja tulokset riippuvat elektrofiilistä, liuottimesta ja lämpötilasta.